Способ создания рабочего потока в аэродинамической трубе — SU 1496450 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 56 01 М 9/О ОПИСАН ЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ мых аппаратов. Целью изобретения является расширение экспериментальных возможностей путем изменения значения показателя адиабаты Ж в диапазоГ не 1,15-.,67 при одновременном увеличении времени бесконденсатного течения газа Для этого в качестве рабочего газа используют метан, а подачу сжатого гелия осуществляют до до- стижения начального значения показателя адиабаты 1, 15-14, послечего вытесняют полученную смесь через сопло, подавая в форкамеру остальной запас гелия. Кроме того, подачу гелия до начального значения показателя адиабаты производят при моль- ф ноц доле последнего в составе смеси равной 0,1-0,6. 1 э.п. ф-лы, 3 ил. В,Пучко.018(088 рэвукова строение аэроди 975,Аэродикоростей мичесМеГО ПОТОКА ИЯ РАБО ТРУБЕ тноситс(54) СПОСОБ СОЗДАНВ АЭРОДИНАМИЧЕСКО(57) Изобретениериментальной аэробыть использованореальных условий к экспеи может лировании исследуеинамик при мо бтекан ся к эксперименможет бытьировании реальисследуемых,ап-ф Иэоб .тальной испольэ ных усл паратов етение относ аэродинамике за,твано при мо вий обтекан Устройство для реализации способа представляет собой установку адиабатического сжатия, включающую две линии сжатия и нагрева рабочего и. разгоняющего газов Линия сжатия и нагрева разгоняющего газа (гелия) со" стоит из баллона 1 для толкающего газа, преимущественно воздуха, ствола 2 с перемещающимся в нем поршнем 3, стопорпого устройства 4, форкамеры с эапорно-регулирующим 5, обратным 6 и эаиорно-иу коимм 7 клапанами, форкамера выполнена ио двухкамерной схеме, причем церн: н камера содержит входной канал 8 н кн; тру смешения 9 единичного удлинения, д н выходном Целью изоб рение экспер путем изменен адиабаты Ж в одновременном конценсатного11 а фиг.1 и осуществления нЫ значения э адиабаты воэдфиг,3 дана за личины эффект ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Лунев В.В. Гипнамика, - М.: Машинс. 46.Поуп А. и Гойи Ккие.трубы больших сМир, 1968, с. 483-4 ретения является расшииментальных возможностей: ия значения показателядиапазоне 1,15"1,67 приувеличении времени беэ-.течения газа,риведено устройство дляспособа; на фиг.2 да.- ффективного показателя уха от высоты К; на висимость значения веивного показателя адиааты от мольной доли разгоняющег3 1496450сечении камеры пониженного давления10 установлено сопло 11. Линия сжатия и нагрева рабочего газа (метана)состоит из баллона 12 для толкающегогаза, ствола 13 со стопорным устройством 14 и поршнем 5. Запорно-регулирующий 16 и обратный 17 клапаны,установлены в промежуточной камере,соединенной трубопроводом 18 с полостью первой камеры в районе входногоканала,Способ реализуется следующим образок. Для заданного режима работыустановки находят (см.график, фиг,2) 15значение эффективноГо показателя адиабаты, соответствующее заданным условиям полета. Знал начальное значениепоказателя адиабаты и температуруторможении газа (см.гравп, фиг.3). 20находят мольную долю разгоняющего газа в составе смеси, Исходя из требуемого времени о режимного истечениягазас заданными начальными параметрами при заданной скорости истеченияопределяют необходимое количествосмеси газов (С) в объеме камеры сме"шении до начала процесса истечения-т,где С - секундный массовый расход,кг/с;А - постоянный коэффициент, зависящий от свойств смеси газов (для смеси 0,2 кг Не ++ 0,8 кг СН А=0,257);Р - давление торможении кг(м- площадь критического сечекрния сопла, мТ " температура торможения, К.,оДалее определяют количество молейгелия иметана, запасаемых в камересмешения перед началом истечения, 45,обеспечивающих начальное значениекоэффициента адиабаты, определяюттребуемый объем метана, По найденному количеству (массовому) смеси га.зов в камере смешения находят ее объ 50ем при заданных параметрах Рл, и Т. Установка работает следующим образом,Подают опорное давление в управ55 ляющие полости эапорно-регулирующих клапанов 5 и )6 (Р200 атм), заполняют стволы 2, 13 соответственно гелием до Р 5,5 атм и метаном до Р 4=3,2 атм, фиксируют поршни 3,15 в стопорных устройствах 4, 14. Полос- ти первой 8"9 и 10 второй камеры ва- куумируют для удаления нэ них остать ков смеси рабочих гаэов, воздуха. В баллоны 1, 12 эакачивают толкающий гаэ (воздух) до давления Р, =78 атм и Р =53 атм. С пульта управления усйтановкой от системы синхронизации рабочего процесса подают команду на открытие стопорного устройства 14 и пуск поршня 15, который под ; действием толкающего газа перемещается по стволу 3 и сжимает, нагревая метан, до давления 2000 атм при 1200 К. Пос" ле открытия запорно-регулирующего клапана 16 метан дросселируетея до давления 1000 атм и перепускается по трубопроводу 18 в полость первой камеры 8-9, где происходит дожатие с, повышением температуры до 1600 К, Че- реэ интервал времени, равный времени перемещения поршня по стволу 13 (при-мерно 0,07 с), от системы синхронизации подается команда на открытие стопорного устройства 4 и пуск поршня 3, который под действием толкающего газа из баллона 1 перемещается по стволу 2, сжимает, нагревая разгоняющий газ до 3200 К при давлении 2000 атм. После открытия запорно"регулирующего клапана 5 гепий поступает в полость первой камеры, вытесняя метан по входному каналу 8 в объем камеры смешения 9. В этой камере, и только в ней, часть гелия перемешивается с метаном до достижения заданного начального .значения показателя адиабаты смеси;. равного, например,Ж=1,2, при этом за счет сжатия и переме" шивания метана с гелием в камере смещения температура смеси доводится до .1900-2000 К, Во входном канале 8. аккумулируется остальной запас гелия. После окончания роста. давления смеси газов в полости первой камерыпроисходит открытие запорно-.пускового клапана 7 и смесь газов нз камеры смсшения 9 вытесняется разгоняющим газом во вторую камеру, камеру пониженного давления 10, .где за счет дожатия температура смеси повышаетсяв Х раэ, т.е. до 2400 К., Далее, вытесняемая разгоняющим газом смесь истекает через сопло 11, при этом втечение заданного времени исследуемыйаппарат обтекаетс рабочим потоком с эе=,2, а затем происходит повышение5149645 значения покаэателя адиабаты рабочего потока до 1,67, так как через соппо истекает разгоняющий гаэ. Текущее значение эффективного показателя ади 5 абаты рабочего потока определяют по углу наклона ударной волны около эталонного конуса, фотографирование которого производят одновременно со снятием информации с исследуемого ап парата. Способ создания рабочего потока в аэродинамической трубе позволяет варьировать в процессе эксперимента зна чение эффективного показателя адиабаты в диапазоне 1,15-1,67 при одновременном увеличении времени безконденсационного течения рабочего газа за счет использования для создания рабо чего потока остального запаса разгоняющего газа (гелия). Нижняя граница диапазона воспроизводимых значенийэффективного показателя адиабаты, равная 1,15, обусловлена реальным значением, реализуемым при полете.ле-, тательных аппаратов в атмосфере Земли с гиперзвуковыми скоростями. о6формула изобретения1, Способ создания рабочего потокЪ в аэродинамической трубе, основан" ный на заполнении форкамеры рабочим газом, сжатии и нагреве его путем по" дачи сжатого гелия и последующем истечении смеси из форкамеры через сопло, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширвния экспериментальных возможностей путем изменения значения показателя адиабаты в диапазоне 1,15-1,67 при одновремен" ном увеличении времени бесконденсатного, течения газа, в качестве рабочего газа используют метан, а подачу сжатого гелия осуществляют до достижения начального значения показателя адиабаты 1,15-1,4, после чего вытесняют полученную смесь через сопло, подавая в форкамеру остальной запас гелия.2. Способ по и. 1, о т л и ч а юг щ и й с я тем, что подачу гелия до начального значения показателя адиабаты производят при мольной доле последнего в составе смеси, равной 0,1-0,6496450 Ф пе/СЮ 1,2 17 И ЮУ ректор И. Панков едактор одйисн Ьем оиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгоро на, 30Г Составитель А.ХлунновТехРед А.Кравчук Закйэ 2309" ТиражВНИИПИ Государственного комитета.но иэобрет,113035Иосква, Ж-Э 5, Рауас1 киям и открмтиям при ГКНТ СС я наб., д. 4/5